Näin tämän TED-keskustelun ja olen utelias äänen tarkentamiseen yleisellä tasolla. Voiko kukaan selittää tämän tai onko kenelläkään hyviä artikkeleita?
Kommentit
- Se on ' arvoinen huomata, että se, mitä hän tekee, ei ole keskittyvä. Hän luo kuultavan äänen korkean taajuuden kuulumattomasta äänestä akustisen epälineaarisen prosessin kautta. Samanlainen optinen samanlainen ilmiö, jota kutsutaan neliaaltosekoitukseksi, tekee saman.
Vastaa
En usko ketään tässä on todella vastattu kysymykseesi. Tässä tapauksessa ääni ”tarkennetaan” käyttämällä vaiheistettuja taulukoita . Äänipisteen valossa on useita antureita:
Sama signaali lähetetään jokaisesta niistä, mutta viivästyivät hieman eri määrillä, niin että kaikki aaltoreunat saavuttavat saman pisteen laitteen edessä samanaikaisesti. Tätä ”virtuaalista tarkennusta” kutsutaan nimellä keilanmuodostus .
Näin myös modernit tutkat kohdentavat säteensä. pyöritä satelliittiantennia ympäri, heillä on lo ts pieniä elementtejä, jotka eivät liiku, mutta signaalit viivästyvät tuottamaan erilaisia säteen muotoja.
Kommentit
- Se, että ' todella hajoaa, ei tarkenna.
- diffraktio? Ajatteletko kaksiuraista kokeilua?
- @ ptomato- yksittäiset säteet diffraktoivat kuten mikä tahansa säde … mutta vaihtelevan vaiheviiveen ottaminen palkkien väliin uuden aaltorintaman luomiseksi on analoginen linssin läpi kulkevalle aaltorintamalle hankkimalla vaihesiirto kunkin kulkun pituuden mukaan
- jokainen kulku (kirjoitusvirhe) – > kukin polku
- Hei, onko totta, että " piste ", johon se keskittyy, voi olla mielivaltaisesti pieni (paljon pienempi kuin itse aallonpituus? ) Mietin myös: Jos kaikki aallot ovat siniaaltoja, onko tuloksen superkohdistettu aalto polttopisteessä myös siniaalto (sama muoto) vai onko se modifioitu muoto samalla taajuudella? (Näen intuitiivisesti, että se olisi tietysti sama taajuus, mutta en ole varma kaavion muodosta, kuinka amplitudi kyseisessä polttopisteessä nousee ylös ja alas)
Vastaus
Ääni on eräänlainen aalto, joten sillä on kaikki aaltojen ominaisuudet, jotka ovat samanlaisia kuin muut aallot, kuten valoaallot. Valoaaltoja varten voit tarkentaa valoa objektiivilla. Linssin taitekerroin tai valonopeus on pienempi kuin ympäristössä. Sama pätee ääniaalloon, joten tarvitset suuren taitekerroimen alueen [1].
Meitä ympäröivää ilmaa voidaan arvioida ihanteellisella kaasulla, joten äänen nopeus on [2]. ]
$ c = \ sqrt {\ gamma \ frac {P} {\ rho}} $
jossa $ \ gamma $ on adiabaattinen indeksi, $ p $ on paine ilma, $ \ rho $ on ilman tiheys.
Tässä haluamme luoda alueen, jolla on korkea taitekerroin tai vastaavasti pieni äänen nopeus. On olemassa muutama tapa saavuttaa tämä, yksi on vähentää painetta, toinen tapa on laskea lämpötilaa (ihanteellisen kaasulain mukaan $ PV = NRT $). Molemmissa tapauksissa tarvitset kuitenkin joko kovaa astiaa tai jääkaapin lähellä, jotta se pysyy kylmänä.
Toisaalta tiheyden lisääminen voidaan tehdä helposti käyttämällä raskasta kaasua, kuten hiilidioksidia. . Sinun tarvitsee vain täyttää kaasu ilmapalloon, ja se voi toimia hyvin yksinkertaisena akustisena linssinä. Huomaa, että ilmapallon tai muun astian koon on oltava suuri verrattuna aallonpituuteen. On myös muita menetelmiä äänen kohdistamiseksi ilman linssiä. [3]
Kuten edellä mainittiin, samaa mekanismia voidaan soveltaa muillekin aalloille, esimerkiksi vesiaallolle. Matalassa vesisäiliössä linssin muotoisen esteen lisääminen alareunaan voi yhdistää vesiaallon, koska vesiaalto liikkuu hitaasti matalalla alueella. Tämä koe voidaan suorittaa helposti yhden kodissa.
[1] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/refrac.html
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_sound#Speed_in_ideal_gases_and_in_air
[3] http://focus.aps.org/story/v14/st3
Kommentit
- I ajatella, että heijastimien rakentaminen olisi helpompaa kuin linssit
vastaus
Nämä äänivalonheittimet toimivat lähettämällä ultraääntä kahdella eri taajuuksilla; se on ultraäänen lyhyt aallonpituus, joka saa säteen suuntaamaan.Molemmat aallot häiritsevät ja tuottavat summaa ja erilaisia sävyjä taajuuksilla $ f_1 + f_2 $ ja $ f_1-f_2 $; jos ultraäänitaajuudet ovat esimerkiksi $ f_1 = 45 \, $ kHz ja $ f_2 = 44 \, $ kHz, eroääni on $ 1 $ kHz, joka on ihmisille kuuluvalla alueella.
Tiesin joidenkin ihmisten, jotka tarkastelivat jonkin aikaa sitten äänen kohdevalojen käyttöä melunhallinnassa, mutta (IIRC) yleinen yksimielisyys on, että koska altistat uhreillesi erittäin suuria määriä ultraäänimelua (yli 100dB), nämä laitteet ovat luultavasti ei liian turvallinen jatkuvaan käyttöön. (Tai ainakaan heidän turvallisuuttaan ei millään tavalla taattu.)
Vastaa
Yleisellä tasolla keskität äänen samalla tavalla kuin valot – joko heijastamalla sitä parabolisesta pinnasta tai päästämällä sen läpi akustisen linssin. Akustinen linssi on aivan kuin optinen linssi, koska se koostuu materiaalista eri äänen etenemisnopeudella, vaihtelevalla paksuudella. Katso Wikipedian artikkeli akustisista peileistä .
Kommentit
- Sinä voi myös kohdistaa valoa diffraktiolinsseillä
- Kuten äänellä, mutta halusin pitää vastauksen yksinkertaisena 😉
- @belisarius: fi.wikipedia.org/wiki/Zone_plate
- CO $ {} _ 2 $ -täyttöinen ilmapallo on raaka akustinen linssi. Kohtaa ystävä ja puhu hänelle. Laita sitten CO $ {} _ 2 $ täyttämä ilmapallo hänen ja sinun päänsä väliin. Hänen äänensä on kovempi.